Ingeniero Civil Mecánico / Para la producción de agua caliente y calefacción es común utilizar energía eléctrica o combustibles fósiles, tanto para consumo domiciliario como comercial. Sin embargo, esas tecnologías poseen una amplia huella de carbono. Para reducir la contaminación de carbono se han desarrollado tecnologías que aprovechan la energía del sol, tanto para calefacción como para agua caliente, aquí es donde destacan los Paneles Solares Termodinámicos (PST); que funcionan bajo el principio de bomba de calor con expansión súbita y asistencia solar. Este proyecto busca contribuir a introducir esta tecnología en Chile. El objetivo general del proyecto es evaluar la introducción de Paneles Solares Termodinámicos (PST) en Sistemas Solares Térmicos (SST) para Agua Caliente Sanitaria (ACS), Calefacción Central (CC) y otras aplicaciones como Climatización de Piscinas (CP); generando un manual elemental de proyectos típicos. Los objetivos específicos son evaluar el estado del arte de la tecnología de PST, sus posibilidades, aplicaciones y potencial introducción en Chile; desarrollar una metodología de cálculo, con proyectos típicos para segmentos domiciliarios y comerciales, desarrollar ingenierías conceptuales, con P&IDs, lay-out y los principales detalles sistémicos; y efectuar evaluaciones de pre-factibilidad de las configuraciones previamente ingeniadas. La metodología para desarrollar los objetivos específicos del proyecto se basa en 3 pilares: Evaluar el estado del arte de los PST; desarrollar una metodología de cálculo; y diseñar proyectos típicos incluyendo P&ID, lay-out y evaluación económica. Los principales resultados del proyecto se centran en 4 aplicaciones típicas y sus combinaciones: ACS domiciliario, ACS comercial, CC+CP domiciliario y ACS+CC domiciliario. El análisis comparativo de los proyectos muestra los siguientes parámetros y resultados: Criterio ACS domiciliaria ACS comercial CC+CP domiciliaria ACS+CC domiciliaria Tamaño 190[l] 1.280 [l] CC:86[m^2] CP: 18[m^2] CC:86[m^2] ACS: 190[l] Consumo típico 3.194 [kWh] 21.801 [kWh] 50.935 [kWh] 17.550 [kWh] N° PST 1 7 6 7 Inversión ($) 1.552.063 6.139.182 4.206.703 4.689.823 VAN ($) 390.719 6.606.542 27.813.534 2.847.354 TIR (%) 14% 24% 89% 18% PRI (años) 7 5 2 6 Valor actual neto (VAN), Tasa interna de retorno (TIR), Periodo interno de retorno (PRI) La principal conclusión es que las aplicaciones a nivel domiciliario requieren relativamente altos niveles de inversión y están dirigidas a un estrato socioeconómico alto, incluso para instalaciones de carácter mixto. Las aplicaciones comerciales son completamente factibles ya que los ahorros energéticos son importantes y permiten recuperaciones de la inversión en 5 años o menos.

Ingeniero Civil Electricista / En búsqueda de aplicaciones vehiculares más eficientes que además estén en la línea de incorporar energías limpias y renovables, la Universidad de Chile ha sido pionera a nivel nacional con dos ediciones de Eolian, proyecto basado en el desarrollo de autos eléctricos usando energía solar fotovoltaica como principal fuente energética. En este contexto, el objetivo de esta memoria de título es contribuir a optimizar el desempeño solar-eléctrico del vehículo Eolian conociendo el rendimiento de las celdas fotovoltaicas seleccionadas, estudiando el efecto de la disposición de los arreglos de celdas, optimizando la operación en paralelo de múltiples adaptadores de impedancia y manejando las situaciones de sombreado. Dentro de la revisión bibliográfica destaca la forma constructiva de las celdas solares, los modelos usados para los análisis y la incorporación del estándar IEC 60904 para mediciones en celdas fotovoltaicas. El material recopilado es una guía para la tarea de medición y ayuda a precisar el enfoque de las propuestas, pero también es un punto de partida para fijar conceptos necesarios en cualquier labor sobre energía fotovoltaica. Por otro lado, el uso del estándar permite validar la metodología de trabajo y los resultados posteriores frente a la comunidad, como asimismo la comparación con otros estudios que se relacionan con esta tecnología. En una primera etapa se desarrolla la evaluación detallada de un módulo encapsulado compuesto por 16 celdas C-60 Sunpower y la obtención de su curva V-I y eficiencia. Se continúa con la recopilación de datos para una disposición de 6 módulos usando cargas resistivas y adaptadores de impedancia, en un diseño experimental propuesto en el marco del proyecto. Estos módulos se someten a diferentes configuraciones de sombra, para proporcionar una variedad de puntos de operación, útiles para la evaluación y entrega de propuestas. Con esta información se puede inferir las condiciones en que operan normalmente las celdas solares, la potencia alcanzada por el sistema y la influencia de sombras en él. Con los datos recopilados, la labor se enfoca en determinar los factores que impiden la obtención del desempeño esperado para las celdas en condiciones normales de operación y posibles mejoras. En primer lugar, el efecto de conectar celdas de distintas curvas características disminuye la eficiencia conjunta porque cada una de ellas no proporciona la potencia máxima posible, siendo aún peor cuando la calidad del encapsulado se ve reducida por efecto de manchas sobre él. A esto se suma los efectos que genera la influencia de sombra sobre el panel. A partir de estos resultados se logra diagnosticar el fenómeno de avalancha en el semiconductor gracias a la mejora del modelo convencional utilizado. Con esto se cuantifica el efecto de la sombra y de cómo ésta modifica el punto de máxima potencia. En segundo lugar, se demuestra que los diodos de bypass no operan cuando la sombra corresponde al área de una sola celda, perdiendo un 18 [%] de la potencia máxima en las pruebas realizadas. Se propone la instalación de un actuador, que permita la anulación del módulo sombreado vía interruptores. Por último, se verifica que no hay interferencia entre los adaptadores de impedancia cuando operan en paralelo. La principal deficiencia es que operan en una zona estrecha de la curva V-I, alejándose de los puntos de máxima potencia durante las horas de menor radiación; y el efecto Doorsill producido por el aumento gradual de la sombra sobre el panel, no ubicándose en el máximo global posible. Como trabajo futuro se proponen distintas mejoras en el diseño del panel entre las que destaca la cuantificación detallada de los distintos factores que disminuyen la eficiencia de las celdas en el vehículo solar y optimizar la estrategia de bypass.

Tesis entregada a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Doctor en Química. / Las celdas fotoelectroquímicas transforman la luz en electricidad, debido a un proceso redox, el cual determina el potencial eléctrico de la celda. Dentro de las posibles celdas de este tipo es encuentran las celdas solares sensibilizadas por colorantes (CSSC), las cuales son una alternativa tecnológica por su bajo costo, flexibilidad, disponibilidad de color y su potencial de utilizarlas en espacios de interior. Las CSSC están constituidas en sus extremos por vidrios conductores (ITO o FTO), sinterizado al vidrio se encuentra un oxido semiconductor (TiO2), y anclada al oxido una molécula coloreada (colorante orgánico u organometálico) responsable de la fotoexcitación. En el centro del dispositivo se encuentra la fase líquida, compuesta por electrolitos que generan una reacción redox (I-/I3-) capaz de regenerar el colorante oxidado producto de la fotoexcitación. Un problema para las CSSC, es que el tinte y el electrolito en esta celda se ven afectados negativamente a períodos largos de exposición a la luz solar, ya que, la radiación ultravioleta (UV) incidente, degrada el electrolito disminuyedo la vida útil de la celda. En este trabajo se propuso mejorar los parámetros fotovoltaicos de eficiencia de una CSSC, acoplando fósforos inorgánicos de fórmula general Ln2-xRExWO6 (Ln = Y3+, RE = Eu3+, Sm3+ y Yb3+) co-dopados con el ion Bi3+, para transformar la radiación UV en radiación en el rango del visible, y así inyectar un número mayor de fotones al tinte e impedir la degradación del electrolito. La síntesis de los fósforos inorgánicos de formula general Ln2-xRExWO6 (Ln = Y3+, RE = Eu3+, Sm3+ y Yb3+) co-dopados con el ion Bi3+, se realizó mediante reacción en estado sólido a altas temperaturas (700C a 1100C). Las fases obtenidas se caracterizaron mediante difracción de rayos-x de polvo, con el fin de verificar la formación de éstas. Se registraron los espectros de emisión y excitación de las fases obtenidas, de las cuales se analizaron los máximos de emisión y se estudió la transferencia de energía matriz-ion activador. De igual forma se caracterizó el color de la emisión en función de las coordenadas CIE1931. Se registraron las curvas de decaimiento de emisión en función del tiempo, para así estudiar los procesos de transferencia de energía presentes, con base al modelo de Inokuti-Hirayama. Con los datos obtenidos se simuló la emisión de la matriz y del ion activador y se comparó con el comportamiento experimental, además de dilucidar el tipo de desactivación radiativa que presentaba el material, resultando ser un proceso de desplazamiento descendente, el cual es un proceso de óptica lineal. Se construyeron las celdas solares sensibilizadas por colorantes con y sin fósforo inorgánico. Se estudió la eficiencia global de conversión solar a eléctrica y el índice de conversión de fotón incidente a corriente, también se estudió la relación óptima de fósforo en el fotoánodo de la celda solar y del colorante presente. En relación a la aplicación en fotoelectrodos para celdas solares sensibilizadas por colorantes se logró: - Aumentar en un 25,8% la eficiencia global de conversión solar a eléctrica. - Aumentar en un 43% la corriente producida por centímetro cuadrado. - Aumentar en todo el espectro analizado la eficiencia de conversión de fotón incidente a corriente (IPCE). Con todos los resultados obtenidos se puede asegurar que la incorporación de fósforos inorgánicos mejora el funcionamiento de la celda solar sensibilizada por colorante. / Photoelectrochemical cells transform light into electricity, owing to a redox process, which determines the electrical potential of the cell. Among the possible cells of this type, dye-sensitized solar cells (DSSC) are a technological alternative due to their low cost, flexibility, color availability and their potential use in indoor environments. The DSSC are constituted at their ends by conductive glass (ITO or FTO), and sintered on this glass is a semiconductor oxide (TiO2), and anchored to the oxide a colored molecule (organic or organometallic dye) responsible for photoexcitation. In the center of the device is located the liquid phase, which is composed of electrolytes that generate a redox reaction (I-/I3-) capable of regenerating the oxidized dye after the photoexcitation process. The main problem for the DSSC is connected to the dye and electrolyte, since they are affected negatively by long periods of exposure to the sunlight. Basically, the ultraviolet radiation (UV) degrades the electrolyte, and consequently the lifetime of the cell decreases. In this work we propose to improve the photovoltaic parameters of a DSSC, by coupling inorganic phosphors of general formula Ln2-xRExWO6 (Ln = Y3+, RE = Eu3+, Sm3+ and Yb3+) co-doped with Bi3+ ion, in order to transform UV radiation into the visible range, thus injecting a large number of photons to the dye and preventing the degradation of the electrolyte. The whole synthesis reaction to obtain the inorganic phosphors Ln2-xRExWO6 (Ln = Y3+, RE = Eu3+, Sm3+ and Yb3+) co-doped with the Bi3+ ion was carried out in solid state at high temperatures (700C to 1100C). The samples were characterized by the powder X-rays diffraction (PXRD) in order to verify the formation of our phases. The emission and excitation spectra of the phases were recorded, of which the emission maxima were analyzed and then the matrix-ion activator energy transfer was studied. The color of the emission was also characterized according to the CIE1931 coordinates. The emission decay curves were recorded so as to get insights into the energy transfer processes, based on the Inokuti-Hirayama model. The data collected was used to simulate the emission of the matrix and the activating ion. Elucidating the type of radiative deactivation that is present in the material, when compared with experiment. Our results suggest a down shifting process, which is a process of linear optics. We built dye sensitized solar cells with and without inorganic phosphors, and we studied power conversion efficiency and the incident photon-to-current efficiency (IPCE), the optimum phosphors ratio in the photoanode and dye of the solar cell. With respect to the application of photoelectrodes for DSSC, the results obtained were: - An increase of the global efficiency in 25.8%. - An increase of the current produced per square centimeter in 43%. - An increase IPCE throughout the spectrum analyzed Our results show undoubtedly that the incorporation of inorganic phosphors improves the efficiency of the dye-sensitized solar cells. / CONICYT, Beca Doctorado Nacional año académico 2013, número 21130796, pasantía en el extranjero, número 21130796, beneficio de gastos operacionales, número 21130796. FONDECYT Proyecto 1130248. “Synthesis, characterization, and optical properties of Ln2-xRExWO6 (Ln=Y3+, La3+; RE= Dy3+, Er3+, Eu3+, Sm3+ and Yb3+) down-conversion luminescent materials and their application in dye sensitized solar cells". FONDEQUIP Proyecto 130135. “Fortalecimiento de las capacidades de Investigacion en Quimica de Estado Sólido mediante la adquisición de DSC‐TG”. FONDAP Proyecto 15110019. “Solar Energy Research Center”, SERC-Chile.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-17T13:20:16Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1109409 bytes, checksum: 37782935feb03c6171c0d28f60b52055 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T13:20:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1109409 bytes, checksum: 37782935feb03c6171c0d28f60b52055 (MD5) Previous issue date: 2008-12-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A energia é considerada um agente primordial na geração de riqueza e um fator significativo no desenvolvimento econômico, sendo essa relevância reconhecida universalmente por dados históricos. Verifica-se que existe uma forte relação entre a disponibilidade de energia e de atividade econômica. A energia solar é a fonte de energia menos poluente e menos finita do planeta Terra. Cerca de 5% do total da energia utilizada em edifícios residenciais no Brasil é para aquecimento da água por dispositivos de passagem, chegando a 9% do pico de demanda do sistema elétrico nacional, ou seja, 6.300 MW. Existem muitas fontes alternativas de energia que podem ser utilizadas na substituição dos combustíveis fósseis, principalmente utilizados no aquecimento de água. A decisão sobre o tipo de fonte de energia que deve ser utilizada, em cada caso deve ser feita no ponto de vista econômico, ambiental e de segurança. A capacidade instalada no mundo de energia elétrica por fontes renováveis chega a 240 GW ao fim de 2007, 50% a mais do que no final de 2004, representando 5% da capacidade total instalada e 3,4% da geração. Excetuando-se a energia proveniente de grandes centrais hidrelétricas (GCH’s), que por si só, alcança 15% do total de energia gerada. A capacidade instalada no mundo com energia solar como sistema de aquecimento de ar e água no ano de 2005 era de 396.738 GJ, ficando o Brasil com 6.805,08 GJ, ou seja, apenas cerca de 1,7% do total mundial. No entanto, o Brasil possui 8,5 milhões de km2 e cerca de 3% da população mundial. As tecnologias de aquecimento solar da água têm maior eficiência em relação às outras tecnologias solares. O desempenho depende do local de implantação e da tecnologia utilizada nos coletores planos, de tubos e dispositivos de armazenamento de calor, podendo vir a ter eficiências acima de 60 por cento durante condições normais de funcionamento. Uma forma de melhorar o rendimento global do sistema de aquecimento de água é a utilização de concentrador solar, que para uma mesma área externa de coletor solar, aumenta a radiação solar incidente no coletor solar. Estudos realizados sobre utilização de concentrador solar em coletores planos na área de energia do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa mostraram que há viabilidade técnica e econômica em seu uso, por meio de uma análise de sensibilidade e de vida útil do sistema em estudo. O investimento inicial no preço de aquisição do equipamento, a tarifa de energia elétrica, a vida útil estimada, o tipo de combustível para energia complementar ao sistema de aquecimento de água com coletor solar, o tipo de utilização da energia solar, são fatores importantíssimos que decidirão pela maior ou menor lucratividade na substituição de chuveiros elétricos. / Energy is considered a primary agent in the generation of wealth and a significant factor in economic development, which is universally recognized by relevant historical data. There is a strong relationship between the availability of energy and economic activity. Solar energy is the energy source less polluting, less finite on planet Earth. About 5% of total energy used in residential buildings in Brazil is for water heating devices for the movement, reaching 9% of peak demand of the national electric system, or 6300 MW. There are many alternative sources of energy that can be used in place of fossil fuels, used mainly for heating water The decision on the type of energy source to be used in each case must be made in the economic, environmental and security The worldwide installed capacity of electric energy from renewable sources up to 240 GW by end of 2007, 50% more than in 2004, representing 5% of the total installed capacity and 3.4% of generation. Except for the power from large hydroelectric plants (LHP's), which alone reaches 15% of total energy generated. The installed capacity in the world with solar energy and heating system of air and water in 2005 was 396,738 GJ, leaving Brazil with GJ 6805.08, or only about 1.7% of world total. However, Brazil has 8.5 million square km and about 3% of world population. The technology of solar water heating have higher efficiency compared to other solar technologies. The performance depends on the location and the technology used in flat collectors, tube and heat storage devices and may have efficiencies above 60 percent during normal operation. One way to improve the overall efficiency of the system Water heating is the use of solar concentrator, which for the same external area of solar collector, increasing the incident solar radiation in the solar collector. Studies on the use of concentrating solar collectors in the area of energy plans of the Department of Agricultural Engineering, Federal University of Viçosa showed that there are technical and economical in their use, through an analysis of sensitivity and lifetime of the system under study . The initial investment in the purchase price of equipment, the price of electricity, the estimated useful life, the type of fuel for additional power to the heating water with solar collector, type of use of solar energy are important factors that more or less decide the profitability of the replacement of electric showers.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-20T08:01:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195049.pdf: 26344124 bytes, checksum: 48ed55446410b1526e1cfd1309aa7430 (MD5)

Orientador: Marcelo Moraes Guzzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-24T13:47:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bartra_JorgeHumbertoColonia_D.pdf: 682927 bytes, checksum: 4745217e69ceaf74950b9d3c297b6a99 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Argumentamos que as observações de neutrinos solares devem ser sensíveis às flutuações magnetohidrodinâmicas no Sol, se o mecanismo de Precessão Ressonante Spin-Sabor for a solução para o Problema do Neutrino Solar. Nossos cálculos indicam a existência de ondas magnetohidrodinâmicas globais e localizadas com um período da ordem de 1 a 10 dias e estudamos suas conseqüências sobre fluxo de neutrinos solares detectado na Terra. Concluímos que perturbações magnetohidrodinâmicas induzem flutuações no fluxo de neutrinos solares com este período e levam a aparicão de efeitos de ressonância paramétrica para neutrinos com energias da ordem de 0.1 a 1 MeV. Estes resultados podem ser utilizados para se testar o mecanismo de Precessão Ressonante Spin-Sabor / Abstract: We argue that solar neutrino observations should be sensitive to the magnetohydro-dynamics fluctuations in the Sun if the Resonant Spin-Flavor Precession mechanism is a solution to the Solar Neutrino Problem. Our calculations show the existence of global and localized magnetohydrodynamic waves with a period of the order of 1 to 10 days and we study their consequences on solar neutrino flux detected at the Earth. We concluded that magnetohydrodynamic perturbations induce fluctuations on the solar neutrino flux with the mentioned period and they take the appearance of effects of parametric resonance for neutrinos which energy is of order 0.1 to 1 MeV. These effects can be used to test the mechanism of Resonant Spin-Flavor Precession / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / Una poza solar corresponde a una fuente colectora y almacenadora de energía solar, la cual puede ser utilizada para abastecer procesos de temperatura moderada. Su implementación a escala industrial presenta un alto costo de fabricación y mantención, por lo que es razonable optar por la fabricación de una poza de tipo experimental, la cual permite estudiar el desempeño y evaluar la viabilidad de la construcción de esta a escala industrial. En el presente estudio se muestra la implementación de metodologías basadas en el modelamiento computacional de fenómenos físicos relevantes para el estudio de las dimensiones laterales mínimas necesarias para el correcto funcionamiento de una poza solar experimental que, operando en el norte de Chile sirva como modelo para aquellas de escala industrial. Los objetivos específicos consisten en: recopilar información sobre diseño y operación de pozas solares. Identificar las características principales que debe cumplir un modelo experimental para que sea representativo del proceso real. Utilizar técnicas de modelación para evaluar y elegir modelos según los criterios seleccionados. Elaborar y estudiar los modelos asociados a los fenómenos en estudio. Y finalmente, utilizar los modelos para determinar las características de la poza experimental representativa. Se identifican los principales fenómenos físicos que presentan cambios significativos en el comportamiento de la poza al variar su dimensión horizontal. Entre estos fenómenos se estudian: evaporación superficial de la Zona Convectiva Superior, conducción hacia paredes laterales en la Zona No Convectiva, y convección natural en la Zona Convectiva Inferior. Los recursos usados corresponden a Ansys (Fluid-Flow Fluent) para la elaboración y puesta en marcha del modelo, y Microsoft Excel para el procesamiento de los resultados obtenidos. A partir de los modelos elaborados, se registran longitudes características asociadas a la influencia de cada uno de los fenómenos, las cuales permiten seleccionar un largo mínimo para la poza solar experimental. El ancho mínimo asociado al fenómeno de evaporación en la superficie de la Zona Convectiva Superior es de 17,7 [m] a partir de la cual dicho efecto deja de percibir cambios considerables. Para el fenómeno de conducción en la Zona No Convectiva, se determina un ancho de 15,3 [m] de influencia de los gradientes térmicos cercanos a las paredes. Para el fenómeno de convección en la Zona Convectiva Inferior, se identifica que el ancho característico de los rollos convectivos es de 2 a 3 [m]. Se observa que, independiente de la cantidad de rollos formados, se mantienen las propiedades de temperatura uniforme en su interior. El mayor de estos largos determina el ancho mínimo de la poza solar experimental, el cual corresponde a 17,7 [m].

Orientador: Luiz Carlos da Silva Filho / Banca: Daniel Rinaldo / Banca: Antonio Eduardo Miller Crotti / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Os derivados de 4H-cromemos constituem uma importante classe de produtos naturais, e o interesse em sua química se dá por conta dos inúmeros efeitos biológicos e farmacêuticos, assim como sua utilização como intermediários nas sínteses de inúmeros produtos naturais e reagentes medicinais. Esses derivados podem ser obtidos através das reações multicomponentes (RMC). As RMC's ocorrem entre três ou mais reagentes em uma única etapa reacional, ao mesmo tempo frasco. São reações com economia de tempo e energia. O pentacloreto de nióbio é um ácido de Lewis forte, que apresenta grande aplicabilidade em reações orgânicas, incluindo as reações multicomponentes. Dentre os diversos métodos de síntese de derivados de 4H-cromenos, desenvolveu-se neste trabalho a síntese através da reação multicomponente entre derivados de benzaldeído, 3,5-dimetóxifenol e acetoacetato de metila, utilizando pentacloreto de nióbio como ácido de Lewis. As reações foram realizadas a temperatura ambiente, sob atmosfera inerte (n2) e utilizando diclorometano anidro (CH2Cl2) como solvente, com um tempo reacional de 72 horas. Os produtos obtidos foram isolados por coluna cromatográfica em sílica gel e submetidos a análises de caracterização estrutural, fotoquímica e fotofísica para um estudo de sua potencial aplicação como corantes sensibilizadores de dispositivos fotoeletroquímicos de Gratzel. A análise dos resultados obticos demonstram que o pentacloreto de nióbio é um bom promotor da reação multicomponente, obtendo-se bons rendimentos (62 a 91%) / Abstract: 4H-chromete derivatives constitute an important class of natural products, and the the interest in its chemical occurs because of the numerous biological and pharmaceutical effects, as well their use a intermediates in the synthesis of numerous natural products and medicinal reagents. These derivatives can be obtained thorugh the multicomponent reactions (MCR). The MCR's occur between three or more reagents in one reaction step only, in the same pot. These reactions have time and energy saving. The niobium pentachloride is strong Lewis acid, which has wide applicabiblity in organic reactions, including multicomponent reactions. Among, the various methods of synthesis of 4H-chromene derivatives, developed in this work, the synthesis by multicomponent reactions between benzaldehyde derivatives, 3,5-dimethoxyphenol and methyl acetoacetate, using niobium pentachloride as the Lewis acid, is described. The reactions were carried out at room temperature, under inert atmosphere (N2), using dichloromethane anhydrous (CH2Cl2) as solvent with a reaction time of 72 hours. The obtained products were isolated by column chromatography on silica gel and subject to analysis of structural characterization, photophysics and photochemistry for a study of their potential use as sensitizing dyes of Gratzel photoelectrochemical devices. Our results show that niobium pentachloride is a good promoter to multicomponent reaction studied, obtaining high yields (62-91%) / Mestre

Este trabalho apresenta um novo e simples método para determinar os parâmetros elétricos IPH, I0, n, RP e RS (corrente elétrica de irradiância e de escuro, fator de idealidade, resistência série e paralela) de células solares sensibilizadas por corante. Foram montadas células solares sensibilizadas por corantes que foram caracterizadas através de curvas de corrente versus potencial (sob iluminação e no escuro), estas curvas geraram os parâmetros necessários para alimentar o modelo do circuito elétrico que foi posteriormente utilizado para simular o circuito elétrico dos dispositivos e prever seu comportamento em diferentes situações. Para validar o modelo teórico foram montadas células solares variando os seguintes parâmetros: presença da camada de bloqueio/adesiva de TiO2, temperatura de tratamento térmico do filme semicondutor no eletrodo, espessura da camada de TiO2, presença de uma camada de espalhamento de luz e o tipo de sensibilizador. Adicionalmente foram simulados os efeitos da variação de irradiância, temperatura, resistência em série e paralela, fator de idealidade e corrente de escuro. As curvas I x V obtidas através do simulador foram comparadas com às curvas obtidas experimentalmente ou comparadas com a literatura, mostrando uma excelente concordância. / This work, presents a new and simple method for determining the electrical parameters IPH, I0, n, RP and RS in dye sensitized solar cells. Dye sensitized solar cells were assembled and characterized by current versus potential curves (with and without illumination), these I x V curves were used to generate the parameters necessary to feed the electrical circuit simulation software and to generate theoretical curves on the model of a diode. In order to validate the model, dye sensitized solar cells were assembled and the following parameters were evaluated: the effect of a TiO2 blocking/adhesive layer, heat treatment temperature of the semiconductor film at electrode, the thickness of the TiO2 layer, the presence of a light scattering layer and the influence of the sensitizer. In addition, the following effects were simulated: irradiance, temperature, series and shunt resistance, ideality factor and dark current. The I x V curves obtained by simulation were compared to the experimental curves and data from the literature, showing a very good fitting.

Submitted by MIRKO CONGIU (congiumat@gmail.com) on 2017-03-16T12:25:45Z No. of bitstreams: 1 tesecomficha.pdf: 5511330 bytes, checksum: cb41891dbc5a3ae29f26af90a3d2b91f (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-03-22T16:38:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 congiu_m_dr_bauru.pdf: 5511330 bytes, checksum: cb41891dbc5a3ae29f26af90a3d2b91f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T16:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 congiu_m_dr_bauru.pdf: 5511330 bytes, checksum: cb41891dbc5a3ae29f26af90a3d2b91f (MD5) Previous issue date: 2017-02-03 / Este projeto consiste na produção e estudo das propriedades de novos materiais para a otimização de células solares sensibilizadas por corante (DSSC) baseadas em filmes de TiO2 nanoestruturado e corantes da família do N3. A pesquisa foi focada no estudo e na otimização de novos contra elétrodos baseados em CuS e CoS nanoestruturados, os quais apresentam grande interesse no setor de pesquisa e desenvolvimento industrial, pelas suas promissoras características eletrocatalíticas e pelos seus baixos custos. Além da obtenção das nanopartículas de CuS e CoS pela técnica hidrotermal assistida por micro-ondas, um grande esforço foi feito a fim de obter tintas precursoras ideais para a deposição dos filmes de CuS e CoS pela técnica de screen-printing, compatível com as modernas linhas de produção industriais. Portanto, foram desenvolvidos e otimizados métodos simples, rápidos e de baixo custo para obter filmes finos dos materiais estudados. Em particular tivemos um grande sucesso utilizando a estratégia do precursor químico dissolvido em solventes. Na primeira aplicação deste método, um precursor químico (Co(II) dietilditiocarbamato) foi utilizado em tintas à base de CH2Cl2. Foram obtidos elétrodos de CoS nanocristalinos e de alta eficiência. Todavia o uso do solvente orgânico clorado não é muito apropriado para grandes superfícies. Portanto, desenvolvemos um método baseado num precursor químico do CoS hidrossolúvel e de baixa toxidade. Com este método aprimorado foram obtidos bons resultados em termos de estabilidade e eficiência. Os contra elétrodos desenvolvidos com nossos métodos foram testados com pares redox alternativos tais como Co2+/Co3+ e ferroceno. Tal aplicação resultou muito promissora e inédita na literatura. Os elétrodos foram caracterizados através ciclovoltammetria e impedância eletroquímica e testados em condição de estresse físico e eletroquímico. Também foi considerada a aplicação de outros materiais, menos tóxicos tais como o oxido de ferro, obtido por precursor químico e por eletrodeposição. Além dos materiais descritos acima, neste doutorado, foi desenvolvida também um equipamento automático para realizar contemporaneamente eletrodeposição, dipcoating e SILAR (Sucessive Ionic Layers Adsorption and Reaction). O equipamento foi inventado e construído no nosso laboratório (LNMD) na UNESP. A nossa tecnologia foi depositada no INPI sob o número de deposito BR1020150274912. / This project consists of the production and study of new materials for the optimization of dye-sensitized solar cells (DSSC) based on nanostructured TiO2. The research was focused on the design and optimization of new counter electrodes based on CuS and CoS nanoparticles, which are very interesting in the research and development of DSSC, due to their promising electrochemical characteristics and for their lower costs. Along with the hydrothermal technique assisted by microwave, a great effort was made to obtain optimum precursor inks for deposition of CuS and CoS films by screen-printing technique, compatible with modern industrial production lines. Hereby facile, inexpensive and rapid methods for thin films have been developed and optimized for the deposition of CuS and CoS layers. In particular, we developed a chemical precursor process using solvent-based inks. In the first application of this approach, a chemical precursor CoS (Co (II) diethyldithiocarbamate) was used in CH2Cl2. Nanocrystalline CoS electrodes and high efficiency have been obtained, however the use of chlorinated organic solvent is not very suitable for large surfaces. Therefore, we developed a method based on a water-soluble (WS) chemical precursor. Good results have been obtained, in terms of stability and efficiency, with the WS precursor. The counter electrode developed with our methods were tested with alternative redox pairs such as Co2+/Co3+ and ferrocene. Such an application of CuS and CoS electrodes resulted very promising and not described so far in the literature. The electrodes were characterized by cyclic voltammetry, electrochemical impedance; and tested in physical and electrochemical stress conditions. The use of other materials, less toxic such as iron oxide, obtained by electrodeposition and chemical precursor has been considered. In addition to the study of new materials, in this PhD thesis, an automatic equipment to perform simultaneously electroplating, dip coating and SILAR (Sucessive Layers Ionic Adsorption and Reaction) has been developed. The equipment was invented and built in our laboratory (LNMD) at UNESP. Our technology has been deposited with the INPI patent: BR1020150274912.